[发明专利]一种氢能供电磁悬浮小车的动力系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种氢能供电磁悬浮小车的动力系统及其控制方法，包括轨道和小车主体，所述小车主体位于轨道上端，所述轨道的外环壁和内环壁上均设有保护侧板，所述小车主体位于两组所述保护侧板之间，所述小车主体两侧均设有导向轮，所述导向轮与保护侧板接触，所述轨道上表面中部安装有驱动永磁铁，两组所述保护侧板相对的一侧均设有悬浮磁铁，所述小车主体上设有与悬浮磁铁极性相反的钕铁硼磁铁。所述小车主体上设有氢能燃料电池为小车供电。本发明通过在小车上设置励磁线圈，并在轨道中间安装一定间距和磁极性相互交错排列的驱动永磁铁，利用可编程STM32处理器控制励磁线圈与轨道驱动永磁铁之间相互作用产生“前吸后斥”的驱动力，实现前进、后退、刹车、加速和减速，避障等演示效果。

技术领域

本发明涉及电磁学相关技术领域，具体为一种氢能供电磁悬浮小车的动力系统及其控制方法。

背景技术

磁悬浮技术是一种无接触技术，由于它具有无摩擦、无磨耗，震动噪音小，使用寿命长等优点，近年来成为世界各国研究的重点课题。磁悬浮列车是一种采用无接触的电磁悬浮磁悬浮列车，它克服了传统轮轨铁路摩擦影响提高速度的主要障碍，具有速度高、噪音小的特点，常导磁悬浮列车可达400-500公里/小时，超导磁悬浮列车可达500-600公里/小时。它还具有安全、舒适、不燃油，污染少等优点。作为目前最快速的地面交通工具，磁悬浮列车技术的确有着其它地面交通技术无法比拟的优势；在全球能源危机的大背景下，氢能作为新的可再生清洁能源备受关注，并以洁净、高效、来源广、可再循环、无污染等优势而赢得人们的青睐。氢能燃料电池通过电化学反应在不燃烧的情况下将氢的化学能直接转换为电能，具有能量密度大，能量利用率高的优点，能够保证交通工具足够的行驶里程。

现有的磁悬浮动力系统中，大多利用风扇提供驱动力不能展示磁悬浮列车利用电磁原理提供的驱动力的真正原理；而基于常导斥型的磁悬浮则全程依靠排斥力不能刹车，无法有效减速等问题，并且传统磁悬浮动力系统的电力供应主要依靠在沿线轨道铺设供电线或车载负重的电池，这导致成本增加和运行效率低，污染环境等问题，需要进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氢能供电磁悬浮小车的动力系统及其控制方法，以解决上述背景技术中提到的现有的磁悬浮动力系统中，现有的磁悬浮动力系统中，大多利用风扇提供驱动力不能展示磁悬浮列车利用电磁原理提供的驱动力的真正原理；而基于常导斥型的磁悬浮则全程依靠排斥力不能刹车，无法有效减速等问题，并且传统磁悬浮动力系统的电力供应主要依靠在沿线轨道铺设供电线或车载负重的电池，导致成本增加和运行效率低，污染环境等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氢能供电磁悬浮小车的动力系统，包括轨道和小车主体，所述小车主体位于轨道上端，所述轨道的外环壁和内环壁上均设有保护侧板，所述小车主体位于两组所述保护侧板之间，所述小车主体两侧均设有导向轮，所述导向轮与保护侧板接触，所述轨道上表面中部安装有驱动永磁铁，两组所述保护侧板相对的一侧均设有悬浮磁铁，所述悬浮磁铁与轨道上表面固定连接，所述小车主体上安装有与悬浮磁铁极性相反的钕铁硼磁铁，所述小车主体上安装有两组励磁线圈，两组所述励磁线圈位于小车主体内中部。

优选的，所述驱动永磁铁设有多组，多组所述驱动永磁铁排列设置在轨道上，相邻两组所述驱动永磁铁之间设有一定的间距，且相邻两组所述驱动永磁铁之间的间距与两组所述励磁线圈以及霍尔传感器之间的相对位置须满足一定的关系。

优选的，相邻两组所述驱动永磁铁之间的磁极性相反。

优选的，所述小车主体内部设有STM处理器、驱动模块、HC-蓝牙模块、红外线感应模块，所述驱动模块、HC-蓝牙模块、红外线感应模块与STM32处理器电性连接。

优选的，所述小车主体内部设有氢能燃料电池和降压稳压的电源模块，所述氢能燃料电池与电源模块电性连接。所述电源模块与STM32处理器电性连接。